Num equipamento adequado para permitir adição de soluções, assim como coleta e medida de volume de gases, fez-se a seguinte experiência:

Após colocar neste equipamento de uma solução aquosa contendo de carbonato de sódio por litro de solução, adiciona-se um excesso de solução de ácido clorídrico.

Admitindo que, nesta experiência, todo o gás que pudesse ser produzido pela reação entre as duas soluções foi de fato coletado, qual o volume medido, em , sabendo-se que a experiência foi realizada na temperatura de e pressão de ?


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ITA IIT 08/03/2023, 21:17
A princípio, temos a reação de um sal básico com um ácido forte produzindo algo mais gás, o que nos leva a reação:\begin{matrix} \ce{Na2CO3_{(aq)} + 2HCl_{(aq)} &->& 2NaCl_{(aq)} + H2O_{(l)} + CO2_{(g)}} \end{matrix}Com conhecimento da massa molar do carbonato de sódio, pode-se encontrar sua quantidade em mols por:\begin{matrix} n_{\ce{Na2CO3}} = \dfrac{1 \ \ce{mol Na2CO3}}{106 \ \ce{ g Na2CO3}} \cdot \dfrac{1,06 \ \ce{g Na2CO3}}{1 \ \ce{ L }} \cdot 0,1 \ \pu{L}&\therefore& n_{\ce{Na2CO3}} =1 \times 10^{-3} \ \pu{mol} \end{matrix}$\color{orangered}{\text{Obs:}}$ $100 \ \pu{cm3} = 0,1 \ \pu{L}$ Repare que o enunciado deixa claro o fato de o carbonato de sódio ser o reagente limitante. Consequentemente, pela estequiometria da reação, nota-se que a quantidade em mol de gás carbônico produzido será a mesma de carbonato de sódio no início, isto é:\begin{matrix} n_{\ce{Na2CO3}} = n_{\ce{CO2}} &\therefore& n_{\ce{CO2}} =1 \times 10^{-3} \ \pu{mol} \end{matrix}Admitindo o comportamento ideal do gás carbônico, pela equação geral dos gases ideais:\begin{matrix}PV = nRT \end{matrix}$\color{orangered}{\text{Obs:}}$ $R = 62,3 \ \pu{mmHg \cdot L/mol \cdot K}$ Portanto,\begin{matrix} 750 \cdot V = (1\times 10^{-3})(62,3)(300) \end{matrix}\begin{matrix} V = (0,4 \times 62,3) \cdot 10^{-3} \ \pu{L} \end{matrix}\begin{matrix}V =0,4 \times 62,3 \ \pu{cm^3} \end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (E) \end{matrix}
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Gustavo Almeida
17:36 09/03/2023
Ótima solução!
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